1.定義
硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個(gè)簡(jiǎn)單的物理概念，而是材料彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能的綜合指標(biāo)。金屬硬度(Hardness)的代號(hào)為H。按硬度試驗(yàn)方法的不同，常規(guī)表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)硬度等。
2.應(yīng)用與分類
洛氏硬度(HRC)一般用于硬度較高的材料，如熱處理后的硬度等等。
布氏硬度(HB)一般用于材料較軟的時(shí)候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。
維氏硬度(HV)可用于測(cè)定很薄的金屬材料和表面層硬度。
努氏硬度(HK)主要也是用于金屬學(xué)、金相學(xué)研究。它特別適于測(cè)試硬而脆的材料.
里氏硬度(HL)適合重型﹑大型或已安裝部件的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),方便用于難進(jìn)入或空間有限的檢測(cè)場(chǎng)地.
在實(shí)際應(yīng)用中，為了便于比較，需要對(duì)不同的硬度進(jìn)行換算。目前為止，人們已經(jīng)對(duì)硬度的換算展開了一些研究，但是大多數(shù)換算公式是在實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo)下提出，并沒有形成一個(gè)公認(rèn)得換算體系。
以下是國(guó)內(nèi)在硬度換算方面的一些研究成果。
1、努氏硬度與維氏硬度的換算
(1)以相同硬度的物體對(duì)努氏維氏兩種壓頭具有相等的抗力為依據(jù)，分別對(duì)維氏努氏兩種壓頭在加載荷下的應(yīng)力進(jìn)行推導(dǎo)，再根據(jù)σHK=σHV得出：HV=0.968HK。本公式是在低載荷下測(cè)得，誤差比較大。此外在硬度值大于HV900時(shí)此公式誤差很大，失去參考價(jià)值。
(2)經(jīng)過推導(dǎo)與修正提出努氏硬度與維氏硬度的換算公式為
2、洛氏硬度與維氏硬度的換算
(1)對(duì)Hans·Qvarnstorm提出的The Qvarnstorm換算公式
進(jìn)行修正后得出洛氏硬度與維氏硬度的換算公式為：
(2)根據(jù)不同壓頭所受應(yīng)力σHRC=σHV，通過對(duì)洛氏硬度與維氏硬度壓痕深度關(guān)系曲線的分析得出公式
本公式與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)換算值對(duì)照,換算式計(jì)算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)值之誤差為±0.1HRC。
(3)根據(jù)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用線性回歸的方法對(duì)洛氏硬度與維氏硬度的換算進(jìn)行探討，得出公式：
本公式使用范圍小，誤差較大，但計(jì)算簡(jiǎn)便，在對(duì)精度要求不高時(shí)可以使用。
3、洛氏硬度與布氏硬度的換算
(1)對(duì)布氏壓痕和洛氏壓痕深度關(guān)系進(jìn)行分析，根據(jù)壓頭的應(yīng)力σHRC=σHB得出換算公式：
計(jì)算結(jié)果與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)值對(duì)照，換算式計(jì)算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)值之誤差為±0.1HRC。
(2)根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用線性回歸法得到公式
公式誤差偏大，使用范圍偏小，但計(jì)算簡(jiǎn)便，在對(duì)精度要求不高的情況下可以使用。
4、布氏硬度與維氏硬度的換算
布氏硬度與維氏硬度的關(guān)系，同樣根據(jù)σHB=σHV得出公式此公式換算結(jié)果與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)換算值對(duì)照，換算誤差為±2HV。
5、努氏硬度與洛氏硬度的換算
因?yàn)榕嫌捕扰c洛氏硬度的對(duì)應(yīng)曲線類似于拋物線[7]，故由曲線得出近似的換算公式為
此公式比較準(zhǔn)確，可以作為使用參考。
